顶管施工原理及重难点分析和事故案例分析

膨润土分散在水中，其片状颗粒表面 带负电荷，端头带正电荷。如膨润土 的含量足够多，则颗粒之间的电键使 分散系形成一种机械结构，膨润土水 溶液呈固体状态，一经触动（摇晃、 搅拌、振动或通过超声波、电流）、 颗粒之间的电键即遭到破坏，膨润土 水溶液就随之变为流体状态。如果外 界因素停止作用，水溶液又变作固体 状态。该特性称作触变性，这种水溶 液称为触变泥浆。
泥水分离装置
循环管
进、排泥浆泵
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5、触变泥浆系统
1、主要设备：由拌浆、 注浆和管道三部分组成。 2、作用：减少顶进过 程中的管节与土体的摩 阻力。降低地面沉降
触变泥浆管
泥浆搅拌桶
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触变泥浆泵
6、测量系统
1、测量系统的主要设备： 激光经纬仪、测量
靶和监示器组成。 2、测量系统的作用：
监示顶管施工过程 中顶管机推进的轴线偏差。
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9、管内通风
1、施工人员需进入管道内作业或检查维修设 备时，施工前须对管道内进行通风，施工过 程中应连续对管道内通风； 2、临时进入长时间没有对管道内通风的管道 作业时，须对管道内通风30min后，并对管道 内进行毒气监测，明确安全后才能进入管道 内作业； 3wk.baidu.com管道钢管顶进施工时，焊接过程中应对管 道内进行通风，减少烟雾进入管道内，减少 烟雾对测量激光束的影响；
3、泥水循环
泥水压力表 进、排泥浆管
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4、测量
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5、纠偏、数据传输
纠偏千斤顶设在顶管机
前后段之间，共4组千斤顶。
通过组合动作，控制顶管机的
顶进方向。
4组纠编千斤顶
当激光点偏移测 量靶中心，表明顶管机 偏移轴线推进，就要启 动纠偏动作。（如激光 点往上移动，说明机头 是往下偏移，必须伸出 下面的2组千斤顶）。
＊二期供能管沟主要采用顶管的施工方式，共29段，其中φ4200mm钢顶管
长2751m，共11段；φ4000mm砼顶管1024m，共8段；φ3500mm砼顶管长343m，
共10段；φ3000mm砼顶管长66m。主线顶管埋深3.56~14.24m，用户井顶管埋
深4.63~8.96m。
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南片区平面图
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纠偏动作控制在地面操作室 的操作台远程控制，如何确认操作 的正确性是通过远程数据传输来实 现。
1、纠偏量的控制是通过安放在纠 偏千斤顶上的位移传感器来实现。
2、顶管机的状态（水平倾斜、扭 转）由安放在机头的角度倾斜仪来 体现。
数据显 示表
角度 倾斜仪
位移传 感器
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6、触变泥浆
在顶进过程中，随着距离的增长，管道的摩阻 力也随之增大。为了提高顶进施工的效率，在施工过 程中尽可能地降低管道外侧的阻力，通常情况下往管 外侧喷谢触变泥浆，降低顶进的阻力。
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1、顶管机：
顶管机的作用①切削土体并搅拌均匀, ② 控制顶进的方向。
泥水平衡顶管机
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2、主顶系统：
主顶系统装置由：后座垫铁、
导轨、千斤顶及千斤顶支架、
后座泵站组成，其作用是完
成管道的推进。
U型顶铁
千斤顶
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主顶泵站 后座顶铁
3、穿墙止水环
穿墙止水环安装
在工作井预留洞口，
具有防止地下水、泥
触变泥浆管
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注浆孔的形状及布置：在每节管的前 端布置一道触变泥浆注浆孔，数量为6个， 孔的布置均匀。经过不断压浆，在管外壁 形成一个泥浆套。
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8、穿墙进洞
接收井进洞处理与工作井相 同，当顶管顶到墙体位置时， 凿穿实际工具头进洞位置的混 凝土，迅速顶出工具头。
预留口填充物 止水环
顶进方向
顶管施工技术及重难点 分析
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工程概况
＊虹桥商务核心区（二期）区域供能管沟工程包括供能管沟、中继泵房以及 与功能项目一期的联通段等。主线管沟长4462m，接用户段管沟长610m，其中 顶管段长4435m，明挖段长637m；管沟工程设顶管工作井共30个，另设中继泵 站两座。
＊18座主线工作井及南片区中继泵房围护结构采用地下连续墙，工作井基坑 平面尺寸以11m*11m为主，最大工作井基坑尺寸为19.2m*11m，基坑开挖深度最 深达21.26m；10座用户井及北片区中继泵房围护结构主要采用SMW工法桩，用户 井基坑平面尺寸7.9m*5.8m，基坑开挖深度达13.5m。
砂和触变泥浆从管节
与止水环之间的间隙
流到工作井。地下水
丰富、压力大，或管
道埋深较深时，压板
可加工成绞接，防止
止水橡胶因地下水压
力往外翻出。
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预留洞口
导轨
洞口止水环
4、泥水系统
1、泥水式排泥系统的主要设备： 包括进排泥浆泵、泥浆管、泥水 处理装置、泥水箱等。 2、排泥系统有两个作用：一排 土，二平衡地下水。
机头测量靶 操作台
激光经纬仪
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7、纠偏系统
1、主要设备：纠偏千斤顶、 油泵站、位移传感器和倾斜 仪组成。 2、作用：控制顶管施工中的 顶管机推进方向。
纠偏千斤顶
纠偏液压泵
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1.2主要顶管施工技术 顶管施工的工艺流程图：
下
一
段
顶
管 施
否
否
工
施工准备
地下管线勘察
工作井/接收井施工
设备安装
包括
设备调试
穿墙顶进
下放管节、接管
加中继环 是
安装中继环
正常顶进、测量
后座、导轨安装 掘进机吊装
液压系统、千斤顶安装 穿墙止水环安装 泥水循环系统安装 触变泥浆系统安装 测量系统安装
照明、通风系统安装
到接收井 是
回收掘进机 精品课件
全段测量
1、出洞
洞口土体加固 精品课件 洞口止水
2、正常顶进
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北
片区平面图
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1.1顶管施工原理
顶管施工的基本原理为：从地面开挖两个基坑井，然 后管节从工作井安放，通过主顶千斤顶或中继间的顶 推机械的顶进，推动管节从工作井预留口穿出，穿越 土层到达接收井的预留口边，然后通过接收井的预留 口穿出，形成管道的施工。 现在比较常用顶管施工为泥水平衡顶管施工法，其施 工原理：通过导向头的刀削转动功能将泥土、砂、石 破碎，由一条钢管注入水量，拌成浆液，由另一条钢 管吸出浆液，将浆液置于离心器内离心脱水，再将干 土卸到斗车内运去弃土的地方，分离出的水又回到储 水箱内重复循环使用。施工所采用的主要设备为信息 化及全自动化泥水平衡顶管机
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10、管内照明
1 管内照明电源应与动 力电源分开，设置独立电 源控制； 2 管内照明电压应采用 低压，电压一般采用36V、 24V、12V、6V，管道内气 体严重潮湿时宜采用6V电 源； 3 管道内照明应能清淅 地看清管道内的环境。